A szabványt 1986-ban állította fel az Egyesült Államok Színházi Technológiák Szabványosításáért Felelős Szervezete, a USITT annak érdekében, hogy az akkoriban használt 0 ... 10 V szabványra egy lényegesen nagyobb megbízhatóságú alternatívát kínáljon. 1998-ban a szabvány kezelését átvette a szórakoztatóipari szolgáltatásokat és technológiákat kezelő szövetség, az ESTA. Ugyancsak 1998-ra datálódik a szabvány továbbfejlesztett változatának, a DMX512A-nak a megszületése, amelyet 2008-ban követett egy revízió. 2004 óta ANSI szabvány is egyben (iktatási szám: ANSI E1.11-2008), 2011-től kezdve pedig az európai PLASA is végzi a gondozását.
Mivel hibaellenőrzés nem képezi a szabvány részét, a használatát illetően tisztában kell lenni néhány megkötéssel. Alapvetően tiltott minden olyan felhasználási eset, amely bármely élőlényben sérülést okozhat vagy annak halálával járhat. Ezek közé értendő a színpadmozgatás, tartók/merevítők mozgatása, pirotechnikai vezérlések.
A DMX512 egy egyszerű, egy mesterrel működő protokoll, amely az RS-485 elektromos rétegére épül, 250 kbaud adatsebességet valósít meg, nem hibaellenőrzést, és 512 bájt adatot támogat. A DMX512 egyetlen univerzumában 512 információcsatorna érhető el, amelyet egyetlen vezérlő küld el, de további vezérlők hozzáadásával újabb univerzumok is létrehozhatók. A szabvány specifikációi az elektromos követelményeket rendkívül részletesen szabályozzák, és kiterjednek többek között az áramköri tervek támogatott alkalmazási lehetőségeire, valamint az elfogadott kábelek és csatlakozók pontos típusára is. Ennek ellenére számos gyártó megteszi, hogy nem követi a specifikációkat, és nem elfogadott áramköri terveket és csatlakozási megoldásokat alkalmaz, amelyek értelemszerűen hibás kompatibilitáshoz és gyengébb megbízhatósághoz vezetnek.
Az adatcsomagok folyamatosan újraküldésre kerülnek, amely elősegíti a hibák kiküszöbölését. Ha 1 másodpercen belül nem került adatcsomag elküldésre, a legtöbb vevő alapértelmezett módba vált vagy kikapcsol. Az 512 csatorna maximális frissítési sebessége 44 frissítés/másodperc, amely kiváló minőségű fénytompítást tesz lehetővé minimális vagy akár teljesen észrevehetetlen villódzás mellett hagyományos izzók esetében. A LED-ek alkalmazásakor természetesen intelligens vezérlésre van szükség a sima átmenetek eléréséhez.
Az elektromos követelmények
Az elektromos követelmények alapja a csekély mértékben megváltoztatott RS-485 szabvány. A DMX512 differenciális adóvevőkkel működik, az átviteli vonal maximális hossza 1200 méter, RS-485 adónként pedig legfeljebb 32 vevő támogatott.
A meghajtó kimeneti feszültségtartománya ±1,5 ... ±6 V, a vevő érzékenysége pedig ±200 mV.
A DMX512A-ban a vevőknek szigeteltnek kell lenniük, elősegítve a földhurkok és egyéb, potenciális sérülést vagy halált jelentő feszültségkülönbségek kialakulásának elkerülését. A kezdő DJ-k és alacsonyabb árszínvonalon szolgáltató rendezvényszervezők által használt, alacsony árfekvésű vevők ezt a szigetelést nem biztosítják, amely nemcsak protokollkommunikációs hibák kialakulásáért lehet felelős, de biztonsági kockázatot is jelent, főleg nagyobb világítástechnikai hálózatok esetén.
A kábelre vonatkozó specifikációk tekintetében annyit szükséges tudni, hogy a használt kábel névleges impedanciájának 120 Ω-nak kell lennie, továbbá a két csavart érpáras kialakítás és árnyékolás is szükséges. Általában csak az egyik csavart érpár kerül felhasználásra, mivel a második érpár másodlagos csatornának elkülönítésre kerül, és többnyire nem használják éles üzemben. Ennek okán sok DMX512 kábel eleve mindössze egyetlen érpárral rendelkezik. A követelmények és a színpadi világításra jellemző állóképességi szabványok miatt van néhány gyártó a piacon, amelyek DMX512-specifikus, átlag feletti rugalmasságot és teherbírást biztosító adatkábeleket kínálnak. Ezeket biztosan fel lehet ismerni a rájuk nyomtatott DMX, DMX512 vagy DMX512A feliratokról.
A DMX512A specifikációk megengedik a Cat 5E kábelek és RJ45 csatlakozók használatát is, ám kizárólag végleges céllal telepített rendszerek esetében, amelyeknél a kábelek nincsenek mozgatásnak kitéve és a csatlakozókat is csak eseti jelleggel bontják. Ez sokkal költséghatékonyabb megoldást jelent sok esetben, de nem végleges kialakítású rendszerek esetében nem alkalmazható.
A DMX512 szabvány kommunikációs célra csak az öttűs, XLR típusú csatlakozót specifikálja, míg a DMX512A esetében adott az RJ45 csatlakozóopció is, a korábbiakban részletezett módon csak a véglegesen telepített rendszerek esetében. Az XLR csatlakozóknál a csatlakozófej szolgál DMX bemenetként, míg a dugalj DMX kimenetként. Az öttűs XLR és RJ45 típusú csatlakozók vezetékkiosztását az 1. ábra mutatja.
Annak ellenére, hogy a szabvány jól specifikálja a csatlakozókat, sok, alapvetően olcsóságra törekvő gyártó dönt mégis a professzionális mikrofonok világából ismerős, háromtűs XLR csatlakozó beépítése mellett. A rendszerben ezen esetlegesen előforduló, eltérő számú csatlakozótűvel rendelkező dugasz miatt problémák jelentkezhetnek, hiszen például könnyen előfordulhat, hogy a DMX kábel háromtűs csatlakozóját mikrofonkábelnek hiszik, és ezért – tévesen – az audiorendszerhez csatlakoztatják a DMX adatkábelt. Feltétlenül javasolt a DMX512A szabványnak minden tekintetben eleget tevő csatlakozókkal rendelkező adatkábelek alkalmazása az esetleges inkompatibilitás és rendszerépítési nehézségek elkerülése érdekében.
Az áramköri követelmények
A vezérlő szerepét többnyire egy földelt adóvevő látja el, de van lehetőség szigetelt kialakítás alkalmazására is. A DMX512A specifikációkban javasolt vezérlőáramköri kialakítást a 2. ábra mutatja, amely jelzi a jel és a burkolat (földelés) ellenálláson keresztül történő bekötésének módját is. Az ellenállások használata ugyan opcionális, de jó eséllyel elősegítik a földhurkok kialakulásának elkerülését, ha jelen vannak. További információkat az ANSI E1.11-2008 szabványleírás tartalmaz.
A vevő szigetelt, ahogy a 3. ábra mutatja. 42 V feszültség mellett a DMX csatlakozó bármely tűje és a burkolati földelés között legalább 22 MΩ ellenállásnak kell mérhetőnek lennie. Az adat-összeköttetés közös pontja és a burkolati földelés közé opcionálisan kondenzátor helyezhető rádiófrekvenciás bypass célból.
A DMX512 daisy-chain rendszerű összeköttetési topológiát támogat (lásd 4. ábra). Ily módon legfeljebb 32 vevő köthető a rendszerbe a meghajtó után, a sor végén pedig egy 120 Ω névértékű ellenállásnak kell következnie. Emiatt minden vevő két csatlakozóponttal is rendelkezik, amelyeket gyakran illetnek a „DMX in” és „DMX out” felirattal, ill. elnevezéssel, utalva arra, hogy bemeneti vagy kimeneti pontról van-e szó.
E két csatlakozó között az adat- és földelési vonalak össze vannak kötve, így az adat a láncon valójában elektromosan továbbításra kerül. Ha egyetlen vezérlőre 32-nél több vevőt kell csatlakoztatni, DMX elágaztatóra van szükség, mely lehet akár egy egyszerű, szigetelt RS-485 vevő is, amely több RS-485 adót táplál, de lehet akár egy kifinomult, mikrokontrollerek segítségével adatot gyűjtő, majd továbbító alrendszer is.
A szabvány támogatja a kétirányú kommunikációt is, amely specifikációit az ANSI E1.11-2008 B függeléke (Enhanced DMX512) taglalja. A kommunikáció történhet fullvagy félduplex módon, csak az elsődleges, vagy az elsődleges és másodlagos adat-összeköttetések együttes használatával. A szabvány az adatprotokollokat és időzítési követelményeket nem tárgyalja. A kétirányú kommunikáció megvalósításához minden adóvevőnek kétirányúnak és egy további I/O-kivezetésen keresztül vezérelhetőnek kell lennie. Normálműködés mellett a vezérlőt adási, a vevőt pedig vételi módba ajánlott konfigurálni.
A DMX512 programkönyvtár
A DMX512 programkönyvtár teljes egészében megszakításalapú vezérlést támogat, és egy EUSART, ill. egy időzítő használatát írja elő. Az időzítő generálja a vezérlő számára szükséges eseményeket, illetve a vevő számára az adatküldési időket. Feladatai közé tartozik még ezeken felül a milliszekundum-, perc- és óraalapú bélyegek generálása, amelyek általános felhasználási célokat szolgálhatnak.
Az EUSART számos Microchip gyártmányú mikrovezérlőn megtalálható, a vezérlő számára szükséges megszakítások kerethiba-megszakítással egyszerűen felismerhetők. A 250 kbaud adatsebesség a széles körben elterjedt oszcillátorfrekvenciák (4, 8, 32 MHz stb.) egyszerű, maradék nélküli hányadosát jelenti, amely elméletben 0% adatsebességi hibát jelent. Mindezek relatíve egyszerűvé teszik a DMX512 implementációját a Microchip mikrokontrollerekkel.
A programkönyvtár jelenleg egy DMX vezérlő, vevő vagy mindkettő implementációjára terjed ki, konfigurációtól függően. A jövőbeni változatok talán a félduplex kommunikáció vagy távvezérelt eszközmenedzsment megvalósítására is kiterjednek majd. A programkönyvtár jelenlegi célcsoportja mikrovezérlő tekintetében a Microchip 8 bites, EUSART-tal rendelkező termékcsaládja, de a portolás a 16 és 32 bites, valamint néhány, EUSART-tal nem rendelkező változatra könnyedén megoldható.
Összefoglalás
A cikkben nagy vonalakban bemutattuk a DMX512(A) szabványt, kiemelt figyelmet szentelve az előírt és javasolt specifikációknak az elektromos és elektronikai megoldások tekintetében, végezetül pedig néhány szóban röviden bemutattuk, hogyan implementálható a protokoll a Microchip Technology által létrehozott DMX512 programkönyvtárral.
